高い性能と信頼性を備えたターボチャージャーの数値流体力学による開発

ターボチャージャーは、自動車やトラックのエンジン出力を向上させる鍵となるコンポーネントです。そのため、自動車やトラックのメーカー各社が掲げる、より小型で軽量なエンジンの開発という大きな目標を達成する上で重要な意味を持ちます。高い性能と信頼性を備えたターボチャージャーの開発には、主に以下のような課題が挙げられます。

  • 最大効率を達成するための効率に優れたボリュートやブレードの設計
  • 動作条件の全範囲にわたる試験
  • ターボチャージャーの構造健全性の保証

ANSYSが提供する以下のような最先端かつ独自のシミュレーション技術を使用することで、高い性能と信頼性を備えたターボチャージャーを設計できます。

  • より厳密かつ詳細な三次元流体シミュレーションの前に実行できる、回転機械の高速な初期解析を行う二次元スルーフローソルバー
  • 回転機械コンポーネントの高速な三次元設計を可能にする操作性の高いツール
  • ターボチャージャーの性能を確実に精度良く予測するための高速で信頼性の高いCFDソルバー
  • 数百にも及ぶ設計および動作条件のシミュレーションおよび最適化設計を自動化する機能
  • ターボチャージャーの構造健全性を保証するための応力解析およびモーダル解析を行うために、流体力学シミュレーションと構造シミュレーションの両方を実行できる機能

Static pressure rise through the compressor stage  

シミュレーションによって圧縮機段を通じた静圧の上昇やメッシュおよび流れの詳細レベルが把握できる(資料提供:Cummins Turbo Technologies社)

Flow conditions at operating point between choke and surge. 

チョークからサージまでの動作点における流れ条件。さまざまな流量において、翼端のクリアランスが速度に与えるパフォーマンスインパクトを示している。ここに示される速度は翼端速度である(資料提供:PCA Engineers Limited社)

Maximum stress is in the bore and is arranged to be away from the contact zone 

最大応力はボア内で発生しており、接触ゾーンから遠くなるように配置されている。インペラーの速度が上昇するにつれて縁が前方に傾き、軸方向の長さが短くなる(資料提供:PCA Engineers Limited社)